(2013•天河區二模)某純鹼(Na2CO3)樣品中含有硫酸鈉雜質,學校化學興趣小組的同學欲測定該樣品中純鹼的質量分數,

題目:

(2013•天河區二模)某純鹼(Na2CO3)樣品中含有硫酸鈉雜質,學校化學興趣小組的同學欲測定該樣品中純鹼的質量分數,他們進行了如下的實驗:
(1)第一步:準確稱取71.0g該樣品,並向其中加入足量的稀鹽酸,攪拌,使其充分反應,加入鹽酸的目的是______.爲保證加入鹽酸是足量的,其具體操作方法爲______,涉及的化學方程式爲______.
(2)第二步:向上述反應後的混合物中加入足量BaCl2溶液,攪拌,涉及的化學方程式爲______;
(3)第三步:過濾,並將所得沉澱洗滌、烘乾後稱量,質量爲23.3g.
①對沉澱進行洗滌的目的是______.
②確定沉澱已經洗滌乾淨的操作爲______.
③某同學在過濾後發現濾液仍渾濁,原因可能是______
A、濾紙沒有緊貼漏斗內壁    B、濾紙破損    C、液面高於濾紙邊緣     D、漏斗下端管口沒有緊貼燒杯內壁
(4)第四步:根據實驗測定的數據計算該樣品中純鹼的質量分數爲______.

解答:

(1)鹽酸可以和碳酸鈉反應,然後第二步加入的氯化鋇只和硫酸鈉反應,因此加入鹽酸可以除去碳酸鈉,防止對硫酸鈉反應的干擾;爲保證加入鹽酸是足量的,其具體操作方法爲:取樣品向其中加入足量的稀鹽酸,攪拌至不在產生氣泡說明碳酸鈉被完全反應;反應的方程式爲:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
故答案爲:除去碳酸鈉,防止對硫酸鈉反應的干擾;取樣品向其中加入足量的稀鹽酸,攪拌至不在產生氣泡;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
(2)氯化鋇可以和剩下的硫酸鈉反應產生硫酸鋇沉澱和氯化鈉,故反應的方程式爲:Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓;
(3)①沉澱的表面可能會附著可溶性的物質,因此對沉澱進行洗滌的目的是:防止殘留的可溶物會附著在硫酸鋇的表面,影響實驗結果;
②若沉澱已經洗滌乾淨只含有硫酸鋇,若附著雜質,則可能是氯化鈉、氯化鋇等含有氯離子的溶液,因此可以檢驗是否含有氯離子,確定沉澱已經洗滌乾淨的操作爲:將沉澱放在水中,在向其中滴加適量的硝酸銀溶液,若無沉澱產生,說明洗滌乾淨;
③A、濾紙沒有緊貼漏斗內壁,會影響過濾的速率,而不會使濾液渾濁,故錯誤;
 B、濾紙破損,會使雜質得不到過濾,使濾液渾濁,故正確;
 C、液面高於濾紙邊緣,會使待過濾液得不到過濾,使濾液渾濁,故正確;   
 D、漏斗下端管口沒有緊貼燒杯內壁,會使液滴飛濺,而不會影響濾液渾濁,故錯誤;
故選擇BC.
故答案爲:防止殘留的可溶物會附著在硫酸鋇的表面,影響實驗結果;將沉澱放在水中,在向其中滴加適量的硝酸銀溶液,若無沉澱產生,說明洗滌乾淨;BC;
(4)根據題意可知發生的反應爲硫酸鈉和氯化鋇的反應,同時生成硫酸鋇的質量爲23.3g,所以可以據此求出硫酸鈉的質量,進而求出碳酸鈉的質量,然後得出樣品中碳酸鈉的質量分數;
設硫酸鈉的質量爲x
BaCl2+Na2SO4═2NaCl+BaSO4
      142            233
      x               23.3g

142
x=
233
23.3g  x=14.2g
故碳酸鈉的質量分數爲:
71.0g−14.2g
71.0g×100%=80%
答:該樣品中純鹼的質量分數爲80%.

試題解析:

(1)根據鹽酸可以和碳酸鈉反應分析鹽酸的作用及操作並寫出反應的方程式;
(2)根據氯化鋇可以和剩下的硫酸鈉反應產生硫酸鋇沉澱寫出反應的方程式;
(3)①洗滌表面的可溶性雜質可使結果更準確;
②根據可能附著的可溶性雜質分析鑑別;
③根據過濾的注意事項及選項分析;
(4)根據硫酸鋇沉澱的質量金屬硫酸鈉的質量,然後計算碳酸鈉的質量及質量分數.

名師點評:

本題考點: 實驗探究物質的組成成分以及含量;根據化學反應方程式的計算.
考點點評: 熟練掌握常見的碳酸鹽和硫酸鹽的化學性質,知道可溶性的碳酸鹽和硫酸鹽都能夠和鋇離子生成白色的沉澱,但是硫酸鋇不溶於鹽酸和硝酸,而碳酸鋇可以溶於鹽酸和硝酸,所以在鑑別硫酸根時要用酸化的鋇鹽來防止碳酸根離子的干擾.

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